13092187002
18662083226
18662083226
下面舉例一臺柴油機在臺架試驗時發(fā)生凸輪軸承軸承套燒壞事故。根據(jù)具體情況，下面本公司根據(jù)軸承具體燒毀的情況進(jìn)行分析，分享具體原因以及相應(yīng)的改進(jìn)措施。
1、凸輪軸承軸承套燒壞具體現(xiàn)象
凸輪軸承軸承套燒壞后的現(xiàn)象主要為：軸承套內(nèi)孔拉燒，外表發(fā)黑外徑減小，軸承套沿軸向伸長，兩端與定位套和定位環(huán)摩擦拉燒，軸承座、凸輪軸受熱變黑變形，個別甚至引起端軸承損壞（見圖1）。
2、凸輪軸承軸承套燒壞原因分析
通常，導(dǎo)致軸承套短時間損壞的原因主要有：
①軸與軸承套配合間隙不合適，過小或過大；
②軸承套失油或潤滑不順暢；
③潤滑油污染或外來雜質(zhì)過多劃傷；
④軸承過載。
根據(jù)以上可能導(dǎo)致?lián)p壞的原因進(jìn)行排查。第一、零件尺寸檢查。發(fā)生事故的零件經(jīng)摩擦高溫后已損壞或變形嚴(yán)重，無法復(fù)核尺寸，對庫存零件檢查未發(fā)現(xiàn)異常，所有尺寸符合圖紙要求。說明裝配用零件應(yīng)該是合格的，軸與軸承套配合間隙沒問題。
第二、檢查凸輪軸軸承座軸潤滑油道暢通，零件無失油干摩擦痕跡，其它摩擦副未見由于潤滑油污染或有異物劃傷痕跡，潤滑油油品正常。
第三、是否存在過載情況。柴油機是老產(chǎn)品，已生產(chǎn)幾十年近千臺，都正常運行，如是過載原因應(yīng)是共性的，會有很多凸輪軸軸承座軸承套燒壞案例發(fā)生。但從該產(chǎn)品開始生產(chǎn)到之前卻極少類似事故發(fā)生，說明本次事故不是軸承過載引起。
第四、在來看看凸輪軸軸承座結(jié)構(gòu)如圖2所示。
柴油機工作時凸輪軸1由右往左看順時針旋轉(zhuǎn)工作，凸輪軸齒輪7為斜齒輪，工作時有由左向右的軸向力產(chǎn)生，有帶動凸輪軸1及定位套2由左向右移動的趨
勢。我們懷疑是定位套2壓緊在軸承座4和軸承套5端面上，封閉了軸承套左邊的出油口，致使由A孔進(jìn)入的潤滑油無法順暢從軸承套左邊排出，潤滑油發(fā)熱導(dǎo)致軸承套等燒壞。檢查定位套2、軸承座4和軸承套5端面上確實嚴(yán)重的摩擦燒傷痕跡。
為此，在定位套2和定位環(huán)6兩接觸面上增加“十”字泄油槽，同時，安裝軸承座時檢查并確保軸套與凸輪軸四周間隙分配均勻合理。至臺架試驗結(jié)束，軸承座工作正常，而之后一段時間試驗的320型柴油機都未發(fā)生類似事故，問題似乎得到解決。
然而不久后另一臺柴油機臺架試機時再次發(fā)生凸輪軸軸承座燒壞事故，緊接著旁邊臺架的柴油機第Ⅰ列凸輪軸軸承座也發(fā)生燒壞，這說明原先懷疑的潤滑油排出不順暢，導(dǎo)致軸承套發(fā)熱燒壞不成立，必須另找原因。
對比觀察柴油機兩次燒壞的軸承套發(fā)現(xiàn)，軸承套內(nèi)孔表面燒傷嚴(yán)重部位都位于方位相同的布油槽（每個軸承套2條布油槽）的同一側(cè)表面（見圖3），且軸承套安裝到軸承座后的該布油槽的方位也基本相同（見圖4）。由此得到啟示，是否是布油槽的位置不合理，在軸承套受力方向不能形成油膜所致？于是從軸承套受力和油膜形成角度進(jìn)行分析和排查。
分析認(rèn)為，布油槽設(shè)置在最小油膜厚度的高壓區(qū)域，滑油從hmax側(cè)進(jìn)入油契到達(dá)布油槽區(qū)域時，由于空間突然增大而泄壓，油膜遭到破壞，凸輪軸在重載作用下與軸承套直接接觸，導(dǎo)致凸輪軸與軸承套摩擦發(fā)熱而燒壞。
檢查有關(guān)圖紙文件，并未對軸承套布油槽的安裝方位有任何要求，當(dāng)時的安裝工人對于軸承套布油槽的安裝方位也沒有意識，隨意安裝。
軸承套內(nèi)表面有2條布油槽成180°分布，油槽寬約26°，如隨意安裝將有大于30%的概率布油槽落在受力區(qū)域。之前沒有或極少發(fā)生軸承套燒壞事故，估計或許是之前有一些口頭上傳下來的要求，或者是安裝工人有固定的安裝習(xí)慣剛好布油槽沒落在油膜最小的高壓區(qū)，這不得而知。安裝工人更換后，安裝習(xí)慣改變，導(dǎo)致頻繁出現(xiàn)軸承套燒壞事故。
總合上述分析認(rèn)為，由于圖紙中沒有明確規(guī)定軸承套布油槽在軸承座的安裝方位，軸承套冷入時布油槽方位存在隨意性，當(dāng)布油槽處于油膜厚度最小區(qū)域（高負(fù)荷區(qū)域）時，油膜遭到破壞，從而導(dǎo)致凸輪軸與軸承套摩擦發(fā)熱直至燒壞。
3、改進(jìn)措施
分析第Ⅰ直列柴油機凸輪軸受力（圖5）和柴油機第Ⅱ凸輪軸受力（圖6），情況與柴油機第Ⅰ凸輪軸相似。到此，可以肯定地說，第Ⅰ柴油機凸輪軸軸承座軸承套燒壞事故都是軸承套布油槽安裝在高負(fù)荷區(qū)域造成的。
圖5直列柴油機凸輪軸受力圖
圖6柴油機第Ⅱ凸輪軸受力圖
根據(jù)凸輪軸三種安裝狀態(tài)的受力分析，選擇了一個能同時滿足三種安裝狀態(tài)的軸承套油槽布置角度，如圖7所示的30°范圍的低油壓區(qū)域，修改有關(guān)圖紙文件，明確軸承套油槽安裝要求。
圖7軸承套油槽安裝方位
"
